Что такое химический порошковый силос: герметичность, поток и коррозионностойкое проектирование
Создано 07.29
Что такое улавливание потока и проектирование защиты от коррозии в силосе для химического порошка
Химический порошковый силос хранит сухой твердый реагент или сырье в болтовом или сварном стальном цилиндре и отличается от силоса для сыпучего цемента главным образом химией: хранимый порошок может быть кислотным, гигроскопичным, слеживающимся или реакционноспособным. Поэтому проектирование начинается с pH материала, влажности и поведения при течении, а затем определяет геометрию днища, вентиляцию и фильтр, систему пыленепроницаемых соединений и внутреннюю защиту. Силос со стеклоэмалевым покрытием несет слой эмали, сплавленный при 820–930 °C толщиной 0,25–0,45 мм, испытанный на искру при 1500 В постоянного тока и рассчитанный на pH 1–14, что подходит для кислотных и щелочных порошков, которые разрушали бы углеродистую сталь или цинк.
Технологу, подбирающему силос для химического порошка, приходится решать более сложную задачу, чем в случае с цементом, поскольку материал может быть кислотным, щелочным, гигроскопичным или просто неизвестным до тех пор, пока не поступит паспорт безопасности от поставщика. Силос должен вмещать сухое твёрдое вещество, не допуская его слёживания в монолит; порошок должен выгружаться по требованию с контролируемой скоростью; операция загрузки должна быть пыленепроницаемой, поскольку продукт может представлять опасность для здоровья или окружающей среды; а внутренняя поверхность должна выдерживать воздействие химического вещества, которое в растворе может быть гораздо более агрессивным, чем в мешке. Эти четыре требования и есть силос.
Химия на первом месте
pH и влажность хранимого порошка определяют материал оболочки, и решение должно быть принято до выбора геометрии. Слабощелочной или инертный наполнитель может храниться в силосе из углеродистой стали или оцинкованной стали по HDG GB/T 13912-2020 в сухих внутренних условиях. Кислый порошок — серосодержащая соль, фосфат или кислый минеральный концентрат — требует внутренней поверхности, которая не будет разъедена, когда продукт поглощает атмосферную влагу, а щелочной едкий порошок требует такой же стойкости к щелочному концу диапазона. Именно для этого случая предназначен силос со стеклоэмалевым покрытием: эмалевый слой сплавляется со сталью при 820–930 °C, формируется толщиной 0,25–0,45 мм, рассчитан на нагрузку выше 3 450 Н/см², испытан на пробой при 1500 В постоянного тока и выдерживает pH 1–14, поэтому он справляется с обоими концами диапазона на инертной стеклянной поверхности. Там, где порошок действительно высокочистый или с высоким содержанием хлоридов и оператор хочет получить барьер из сплава, альтернативой является нержавеющая сталь 316L, которая стоит в несколько раз дороже силоса с GFS; там, где duty — это мягкий продукт в сухом силосе, оцинкованная сталь по GB/T 13912-2020 является экономичным решением.
Геометрия днища: слеживание и поток
Химические порошки более склонны к слеживанию, чем цемент, поэтому геометрия днища и выпускное отверстие являются определяющими факторами конструкции. Гигроскопичный или чувствительный к давлению порошок будет образовывать свод над небольшим выпускным отверстием и воронкообразные пустоты рядом с неудачно расположенным выпуском, поэтому уклон бункера должен превышать измеренный угол естественного откоса материала с запасом, а диаметр выпускного отверстия следует рассчитывать исходя из насыпной плотности и требуемой производительности, а не из параметров конвейера. Коническое днище обеспечивает чистый единичный выпуск и является обычным решением для химического порошка, склонного к слеживанию; воронкообразное днище с пологим уклоном подходит для свободно текущего материала в высоком силосе, где полный конус был бы слишком высоким; плоское днище с несколькими выпускными отверстиями в полу подходит для большой площади, обслуживаемой шнеком. Там, где слеживание невозможно устранить конструктивно, помощь является механической — пневматическая подушка, аэрационное кольцо, вибрационный или импульсный выпуск, либо разрыхляющий разгрузочный узел — и эта помощь должна быть предусмотрена вместе с силосом, а не добавлена после того, как первое засорение выпуска остановит завод. Исходя из этого, химический силос для порошка — это герметичный вентилируемый сосуд с выпуском с поддержкой потока, и коррозионный контур для хранимого порошка определяется одновременно.
Пыленепроницаемая конструкция и путь вентиляции
Химический порошковый силос — это не только емкость для хранения, но и герметичный резервуар. Точка загрузки требует герметичного поворотного соединения или станции разгрузки мешков с фильтром, вытесняемый воздух нуждается в вентиляционном отверстии, рассчитанном на объем транспортировки, и фильтрации через рукавный фильтр или кассетный блок с роторным воздушным затвором, возвращающим уловленный продукт, а каждое соединение оболочки должно быть пыленепроницаемым. В болтовом силосе это означает фланцевые соединения с прокладкой из EPDM и болтами класса 8.8, затянутыми с указанным моментом, отверстия, просверленные на заводе, и прокладку, проверяемую при каждом осмотре; болтовой силос с изношенной прокладкой является источником пыли, и план осмотра должен включать прокладку на каждом люке и каждом проходе через крышу. Внутреннее давление во время заполнения составляет всего несколько килопаскалей, а во время разгрузки оно отсутствует, поэтому силос остается атмосферным сосудом с путем сброса давления и никогда не является сосудом под давлением.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура обжига эмали | 820–930 °C | Стекло, сплавленное со сталью за один цикл |
Толщина эмали | 0,25–0,45 мм | Свыше 3 450 Н/см² |
Испытание на искру | 1500 В пост. тока | На панель перед отгрузкой |
устойчивость к pH | 1–14 | Кислотные и щелочные порошки |
Внутренняя шероховатость | Ra < 0,8 мкм | Легкая мойка между продуктами |
Опция горячего цинкования | HDG по GB/T 13912-2020 | Сухие, инертные, некоррозионные порошки |
Вариант из нержавеющей стали | 304 / 316L | Высокая чистота, высокое содержание хлоридов |
Соединительная система | Фланцевое соединение, прокладка EPDM, болты класса 8.8 | Пыленепроницаемый при затяжке с моментом |
Вентиляция | Рукавный или картриджный фильтр с роторным воздушным затвором | Рассчитан на объём транспортирующего воздуха |
Днище | Конус, воронка или плоское днище с выпускными отверстиями | Размер определяется по углу естественного откоса и склонности к слёживанию |
Эксплуатация и техническое обслуживание, обеспечивающие пригодность хранилища к использованию
Детали, определяющие, пригоден ли силос для химического порошка к эксплуатации, — это те, которые никто не оценивает: маршрут мойки, расположение лазов и периодичность осмотра. Силос, в котором чередуются разные продукты, нуждается во внутренней поверхности, которую можно мыть, и в дренаже в нижней точке; силос, в котором годами хранится один продукт, нуждается в лазе на уровне, где ожидается слеживание, чтобы бригада могла осмотреть канал потока без полного входа внутрь. Каждый проход — уровнемер, датчик температуры или влажности, входной патрубок пневмотранспорта, вентиляционный патрубок и разгрузочное отверстие — должен располагаться в герметичной гильзе, а не быть приваренным сквозь эмаль на месте, потому что приваренный в полевых условиях проход сквозь наплавленное покрытие — это точка, где начинается коррозия. И периодичность осмотра должна соответствовать материалу: гигроскопичный или кислотный порошок требует осмотра выпускного отверстия и нижнего конуса при каждом цикле поставки, инертный порошок — только при ежегодном обследовании.
Проектный пример
Проект | Местоположение | Продукт | Объём | Объём работ |
Резервуар для сырой воды большого диаметра | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и надзор за строительством |
Резервуары для промышленных сточных вод, 27 единиц | Синьцзян, Китай | Резервуары GFS | Общий объём 30 469 м³ | поставка и надзор за строительством |
Резервуар для химических сточных вод большого диаметра | Чжэцзян, Китай | Резервуар GFS | 11 613 м³ | надзор за поставками и строительством |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для работы с химическими порошками это означает силос, спроектированный на основе паспорта материала: эмалевая или легированная оболочка, геометрия днища и выпускного отверстия, герметичные проходки, спецификация пыленепроницаемого соединения и прокладки, а также интерфейс вентиляции и фильтра, поставляемый с процедурой болтового соединения и inspection.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Чем силос для химических порошков отличается от цементного силоса?
A1: В основном химия. Цемент — это слабощелочной, сыпучий, абразивный порошок; химический порошок может быть кислотным, гигроскопичным, слеживающимся или реагирующим с влагой, поэтому внутренний материал, стратегия сушки или осушения и разгрузочное устройство определяются паспортом безопасности продукта.
Q2: Какая внутренняя поверхность подходит как для кислых, так и для щелочных порошков?
A2: Внутренняя поверхность из стеклоэмалированной стали. Эмалевое покрытие наплавляется при 820–930 °C, имеет толщину 0,25–0,45 мм, проходит испытание на пробой при 1500 В постоянного тока и рассчитано на pH 1–14, поэтому оно покрывает оба конца диапазона на инертной поверхности с шероховатостью ниже Ra 0,8 мкм, что делает промывку при смене продукта практичной.
Q3: Можно ли использовать оцинкованную сталь для химического порошка?
A3: Только для сухого, инертного, некоррозионного порошка. HDG по GB/T 13912-2020 обеспечивает жертвенную защиту в таких условиях, но не подходит для кислотных или щелочных порошков, при наличии влаги, а также при контакте с пищевыми продуктами или кормами.
Q4: Как предотвратить слеживание порошка на дне?
A4: Запроектируйте наклон бункера больше измеренного угла естественного откоса, подберите размер выпускного отверстия исходя из требуемой производительности разгрузки и насыпной плотности, а также предусмотрите на стадии проектирования вспомогательные средства — аэрационную подушку, кольцо флюидизации или импульсный/вибрационный выпуск, — вместо того чтобы обнаружить после пусконаладки, что выпускное отверстие забивается.
Q5: Как обеспечить пыленепроницаемость силоса для химических порошков?
A5: С герметичным загрузочным соединением, фильтрованным вентиляционным отверстием с роторным воздушным затвором, возвращающим уловленный продукт в силос, и соединениями обечайки, затянутыми с моментом при целых прокладках. В болтовом силосе состояние прокладок и болтов на каждом лазе и проходе является пунктом планового осмотра.
Q6: Подвергается ли силос когда-либо избыточному давлению?
A6: Воздух при заполнении повышает внутреннее давление лишь на несколько килопаскалей, и путь сброса и правильно подобранный фильтр удерживают его на этом уровне. Во время разгрузки положительное давление полностью отсутствует, поэтому силос является атмосферным сосудом и никогда не должен эксплуатироваться как сосуд под давлением.
Химический порошковый силос проектируется в три этапа: сначала определяется внутренний материал исходя из pH и влажностного поведения порошка, затем определяются днище и выпускное отверстие исходя из угла естественного откоса и склонности к слёживанию, после чего определяется путь пыли и вентиляции исходя из способа загрузки. Правильно подберите химию — и остальная часть конструкции будет стандартной. Отправьте инженеру паспорт порошка, требуемую вместимость и скорость разгрузки — и вы получите конфигурацию силоса с футеровкой, бункером, вентиляцией и объёмом работ по стыкам.
Связаться с инженером
Сообщите название химического порошка или паспортные данные, насыпную плотность и угол естественного откоса, pH в растворе, влажность и склонность к слёживанию, требуемую вместимость и скорость разгрузки, способ загрузки и применимые нормы по пыли или обращению с материалом. Мы вернём конфигурацию силоса с деталями футеровки, днища, выпускного отверстия, вентиляции и стыков, а также комплект чертежей и спецификаций.
WhatsApp